Materiales electro y magnetoactivos diapos

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Materiales electro y magnetoactivos diapos

  1. 1. • Son materiales que actúan o reaccionan ante cambios eléctricos o magnéticos (magnetostrictivos, electrostrictivos). Los materiales electro y magnetoactivos cambian sus propiedades físicas cuando se someten a un campo eléctrico y magnético, respectivamente. Dentro de esta clasificación están los materiales piezoeléctricos, los materiales electro y magnetoestrictivos, y los materiales electro y magnetoreológicos.
  2. 2. • Estos materiales se han adoptado como un modo válido de calificar y describir una clase de materiales que presentan la capacidad de cambiar sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma, color, etc.) en presencia de un estímulo concreto.
  3. 3. • Existe un acuerdo en cuanto a ciertos criterios o rasgos comunes que deben presentar los llamados materiales electro y magnetoactivos: Estos materiales, de manera intrínseca o embebida, presentan sensores de reconocimiento y medida de la intensidad del estímulo ante el que reaccionará el material. • A su vez presentan “actuadores”, embebidos o intrínsecos, que responden ante dicho estímulo. • Para controlar la respuesta de una forma predeterminada presentan mecanismos de control y selección de la respuesta. • El tiempo de respuesta es corto. • El sistema regresa a su estado original tan pronto como el estímulo cesa.
  4. 4. • Al margen de las aplicaciones en sectores como el aeroespacial y militar, los materiales anteriores pueden por sí solos, constituir productos inteligentes o elementos fundamentales como sensores y actuadores de uso en ingeniería civil y servicios a la sociedad en general.
  5. 5. • La evolución de estos materiales pueden permitir llegar a ser incorporados durante el proceso de elaboración del producto, de modo integrado, combinando diferentes materiales activos, reduciendo y simplificando los diseños y etapas de fabricación.• Existen otros sensores como la fibra óptica, que permite medir la mayoría de las propiedades físicas: desplazamiento, fuerza, fluidez, temperatura, presión, rotación, acústica, campo magnético, campo eléctrico, radiación, vibración y daños.• También es aplicable al control del fraguado de cemento en piezas prefabricadas, estructuras industriales, grúas, estructuras de máquina herramienta, aerogeneradores, etc.
  6. 6. • La presencia de los materiales activos en el mundo del envase y el embalaje, permiten garantizar la calidad de los productos y además ayudan a controlar los procesos de producción y distribución, mediante envases que controlen la duración del contenido (film de polímeros biocidas) o que lo defiendan contra la contaminación por microorganismos, etc.• Los materiales electro y magnetoactivos conocidos: Los materiales electro- y magnetoreológicos: son materiales capaces de alterar su propiedades reológicas ante variaciones del campo. Son suspensiones de partículas micrométricas magnetizables, en fluidos de distintas naturalezas (aceites hidrocarburos, silicona o agua), que de forma rápida y reversible aumentan su viscosidad bajo la aplicación de campos magnéticos. Existen aplicaciones por ejemplo en los amortiguadores variables en base a fluidos magnetoreológicos.
  7. 7. • Los fluidos MR se utilizan, por ejemplo, en la amortiguación de las vibraciones de lavadoras o aparatos para hacer ejercicio, y los fluidos ER se utilizan en válvulas y para reducir ruido y vibraciones en vehículos. Los materiales piezoeléctricos: adquieren un potencial eléctrico o un campo eléctrico cuando se someten a esfuerzo mecánico. También, se produce el efecto contrario, ya que estos materiales se deforman cuando se les aplica un voltaje. De acuerdo con esto, el „efecto piezoeléctrico‟ es un fenómeno que resulta de una relación entre las propiedades eléctricas y las mecánicas del material.
  8. 8. La foto es de una disco holandesa que se llama Watt, donde la energíagenerada por la gente al bailar, hace encender las luces que tieneincrustadas en el suelo mismo, este boliche cuenta también con barrasdiseñadas con materiales reciclados, baños que se llenan con agua delluvia, y como calefacción se utiliza un circuito que se extrae el calorresidual de los equipos de música.
  9. 9. • Sensores: es aquel que detecta una señal (dato de entrada). Algunos materiales o aparatos, como las fibras ópticas, los materiales piezoeléctricos, aparatos microelectromecánicos o alambres de guía de onda acústica, se ubican dentro del compuesto para sensar cambios en el medio circundante.• Debido a las características ya mencionadas, los materiales piezoeléctricos pueden sensar deformación, vibraciones o impactos. Por ejemplo un medidor de deformación piezoeléctrico (strain gage) puede adherirse a un elemento estructural, generándose un voltaje que es función de la deformación o de la amplitud de vibración.
  10. 10. • Similarmente, los materiales electroestrictivos presentan el efecto de electroestricción, el cual implica un cambio de la dimensiones cuando se aplica un campo eléctrico. Una diferencia de éstos materiales con los piezoeléctricos es que en los primeros existe una dependencia cuadrática de la permisividad sobre el campo eléctrico, mientras que en los últimos existe dependencia lineal.• Los elastómeros electroestrictivos son un ejemplo de material electroestrictivo, y se utilizan como actuadores en robots que trabajan como músculos.• Los materiales magnetoestrictivos pueden responder a campos magnéticos como los piezoeléctricos responden a un campo eléctrico.• Los fluidos magnetoreológicos (MR) y electroreológicos (ER) (fluidos inteligentes) pueden cambiar su viscosidad, drásticamente y de manera reversible, cuando se someten a un campo magnético y eléctrico, respectivamente.
  11. 11. • Un ejemplo claro de este tipo de material es la bicicleta eléctrica de FORD,El prototipo de bicicleta eléctrica diseñado por Ford utiliza un motor en la llanta delantera, incorpora una batería de iones de litio dentro del marco, se ha reemplazado la cadena tradicional por un cinturón de carbono, posee un controlador electrónico integrado y utiliza materiales versa.
  12. 12. • SmartShirt se hace usando cualquier tipo de fibra. Se teje o se hace punto que incorpora un sistema conductor patentado de fiber/sensor diseñado específicamente para los requisitos de información biométricos previstos. El ritmo cardíaco, la respiración, y la temperatura del cuerpo toda están calibrados y retransmitidos en el tiempo real para el análisis.
  13. 13. • Estos materiales tienen la capacidad de sentir, actuar y controlar. Con éstos materiales se puede mejorar la eficiencia, confiabilidad y durabilidad de las estructuras y aparatos. Gracias a estos materiales, los diseñadores tienen a su disposición nuevas formas de controlar movimiento, forma geométrica, vibraciones, flujo aerodinámico y temperatura, y de ahorrar energía y reducir riesgos.
  14. 14. • De los pedos de vaca : Mediante este experimento, científicos argentinos llegaron a la conclusión que un 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero provienen de los gases expelidos por la lenta digestión de las vacas. Son unos 800 litros de metano por día por vaca. Y Argentina tiene 60 millones de vacas.

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